九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物的多樣性

覃國樂，李曉東＊，史沉魚，王孟濤，彭廖華，許潔鳳

（1.河池學院化學與生物工程學院，廣西宜州546300；2.廣西九萬山國家級自然保護區(qū)管理局，廣西融水545300）

九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物的多樣性

覃國樂1，李曉東1＊，史沉魚1，王孟濤1，彭廖華2，許潔鳳1

（1.河池學院化學與生物工程學院，廣西宜州546300；2.廣西九萬山國家級自然保護區(qū)管理局，廣西融水545300）

為了解九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物群落的多樣性，為該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的保護和可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)，于2014年9月對該區(qū)土壤動物群落進行調(diào)查分析。結(jié)果表明：此次調(diào)查共獲得土壤動物3 967只，隸屬4門11綱22目51科，其中優(yōu)勢類群為棘（蟲兆）科、等節(jié)（蟲兆）科和矛線科，共2 180只，占采集土壤動物總數(shù)的54.95%；常見類群為長須甲螨科、菌甲螨科、蟻科、厲螨科、圓（蟲兆）科、羅甲螨科、莓螨科、步甲科、疣（蟲兆）科和鋏（蟲八）科10類，共1 291只，占總數(shù)的32.54%；其余為稀有群落，共38類496只，占總數(shù)的12.5%。保護區(qū)土壤動物群落的Shannon－Wiener多樣性指數(shù)相對較高，群落均勻度較穩(wěn)定。

土壤動物；多樣性；群落結(jié)構；九萬山國家級自然保護區(qū)；廣西

土壤動物是指動物的一生或生命過程中有一段時間定期在土壤中度過，而且對土壤產(chǎn)生一定影響力的動物［1］。土壤動物是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面起著重要作用［2］。國外對土壤動物的研究較早，一般認為始于達爾文1840年發(fā)表的《On the Fomation of Mould》；我國起步較晚，1979年張榮祖領導成立了長白山森林生態(tài)系統(tǒng)定位站土壤動物組，標志著我國相關研究開始起步，之后有研究者對我國東北地區(qū)，亞熱帶及其典型地帶，熱帶、溫帶地區(qū)以及寒區(qū)、旱區(qū)等區(qū)域土壤動物進行了大范圍的調(diào)查研究［1，3－9］。近年來，土壤動物生態(tài)方面的研究逐漸成為國內(nèi)生態(tài)學研究的熱點，但目前未見有關九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物的相關研究報道。

九萬山國家級自然保護區(qū)位于廣西西北部，位于東經(jīng)108°35′32″～108°48′49″，北緯25°01′55″～25°19′54″，總面積達252.1km2。保護區(qū)屬中亞熱帶季風氣候，年平均日照時數(shù)1 000～1 200h，平均氣溫12～17.1℃，極端最高溫高達37℃，極端最低溫－8℃；年均降雨量1 600～2 100mm，其中4—8月份降雨量占全年總雨量的71.1%～72.7%，10月至次年3月為少雨季節(jié)；相對濕度85%以上，全年無霜期300d。九萬山保護區(qū)是廣西3個植物特有現(xiàn)象中心之一，也是中國亞熱帶地區(qū)生物種類最豐富的地區(qū)之一，亦是全球同緯度地區(qū)生物多樣性保護的關鍵地區(qū)。保護區(qū)地帶性植被為中亞熱帶常綠闊葉林，是保護區(qū)分布最廣的優(yōu)勢植被，地帶性土壤為紅壤。為了解保護區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)的基本情況，以期為其生態(tài)系統(tǒng)的保護和可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)，筆者于2014年9月對九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物多樣性進行調(diào)查。

1 調(diào)查研究方法

1.1 樣地設置及采樣方法

結(jié)合不同海拔高度和植被情況，在九萬山國家級自然保護區(qū)內(nèi)選取9個樣地（表1），每個樣地設置2個樣點，每個樣點設置50cm×50cm樣方，從上到下共分5層（凋落物層、0～5cm層、5～10cm層、10～15cm層、15～20cm層），現(xiàn)場采用手撿法對大型土壤動物進行采集，保存于75%酒精中帶回實驗室。隨后再設置30cm×30cm樣方，并按上述5層每層取4份100mL土樣，帶回實驗室后采用干漏斗（Tullgren）法對其中3份土樣分離干生中小型土壤動物，采用濕漏斗（Baremann）法對剩余1份土樣分離濕生小型土壤動物，分離后用75%酒精保存。

表1 九萬山國家級自然保護區(qū)調(diào)查樣地概況Table 1 Vegetation information of study areas in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

1.2 土壤動物的鑒定

參考《中國亞熱帶土壤動物》［10］《中國土壤動物檢索圖鑒》［11］和《昆蟲分類學》［12］等的方法，在雙筒顯微鏡（OLYMPUSSZX16）下對采集的土壤動物進行分類鑒定和計數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 類群數(shù)量的等級劃分 類群個體數(shù)量占捕獲總數(shù)量的10%以上為優(yōu)勢類群，1%～10%為常見類群，低于1%為稀有類群［13］。

1.3.2 多樣性指數(shù) 參照文獻［14］的方法對土壤動物群落多樣性指數(shù)（H′）、均勻度指數(shù)（E）、優(yōu)勢度指數(shù)（C′）、物種豐富度指數(shù)（D）和密度－類群指數(shù)（DG）用軟件Excel 2010和BIO－DAP進行統(tǒng)計分析。

式中，ni為該樣地群落內(nèi)第i個類群的個體數(shù)，N為樣地群落內(nèi)所有類群的個體數(shù)，Pi＝ni／N，S為樣地群落類群數(shù)，C為所研究的群落數(shù)，Ci為第i個類群在C個群落中出現(xiàn)的次數(shù)，Di為第i類群個體數(shù)，Dimax為第i類群在C個群落中出現(xiàn)的個體數(shù)最大值，g為群落中的類群數(shù)，G為各群落所包含的總類群數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落組成

經(jīng)統(tǒng)計分析，在九萬山國家級自然保護區(qū)共獲得土壤動物3 967只，隸屬4門11綱22目51科（表2）。其中，優(yōu)勢類群為棘（蟲兆）科、等節(jié)（蟲兆）科和矛線科3類，共2 180只，占采集土壤動物總數(shù)的54.95%；常見類群為長須甲螨科、菌甲螨科、蟻科、厲螨科、圓（蟲兆）科、羅甲螨科、莓螨科、步甲科、疣（蟲兆）科和鋏（蟲八）科10類，共1 291只，占總數(shù)的32.54%；其余為稀有群落，共38類496只，占總數(shù)的12.5%。從目一級階元統(tǒng)計，整個蜱螨目（Acarina）占采集土壤動物總數(shù)的26.37%，所以在目一級階元上亦屬于優(yōu)勢類群。稀有類群種類數(shù)量大，但是個體數(shù)量少，說明該保護區(qū)土壤動物的異質(zhì)性強；同時從優(yōu)勢和常見類群看，該保護區(qū)以小型土壤動物為主。

2.2 群落多樣性

多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)、豐富度指數(shù)、密度－類群指數(shù)是分析土壤動物群落結(jié)構的重要指標，都取決于群落類群數(shù)和類群個體數(shù)［15］。從表3看出，九萬山國家級自然保護區(qū)9個樣地土壤動物個體數(shù)為G＞H＞D＞I＞C＞A＞F＞B＞E，類群數(shù)為H＞I＞A＞D＞F＝B＞G＞C＞E，多樣性指數(shù)為I＞A＞H＞F＞E＞D＞C＞B＞G，均勻度指數(shù)為E＞I＞F＞A＞H＝C＞D＞B＞G，優(yōu)勢度指數(shù)為C＞B＞G＞D＞E＝A＞F＞H＞I，豐富度指數(shù)為I＞A＞H＞B＞F＞D＞G＞C＞E，密度－類群指數(shù)為H＞I＞G＞A＞D＞F＞C＞B＞E。多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)均呈正相關，相關系數(shù)分別為0.75和0.77，均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)呈負相關，相關系數(shù)為－0.72。多樣性指數(shù)的標準差為0.24，均勻度指數(shù)的標準差為0.06，說明9個樣地土壤動物群落的均勻度變化不大，但是密度－類群指數(shù)的標準差為2.12，相對較大，同時綜合類群數(shù)和個體數(shù)來看，9個樣地中的個別樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)相差較大，多樣性指數(shù)未按照海拔梯度呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。

表2 九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物的群落組成Table 2 Composition of soil fauna communities in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

2.3 群落垂直分布

從圖示可知，九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物個體數(shù)的垂直分布表現(xiàn)為腐殖質(zhì)層（1 932只）＞0～5cm層（989只）＞5～10cm層（544只）＞10～15cm層（345只）＞15～20cm層（157只）。腐殖質(zhì)層和0～5cm層個體數(shù)占總數(shù)的73.6%，具有絕對優(yōu)勢，分布符合表聚性規(guī)律。個別土層土壤動物個體數(shù)出現(xiàn)下多上少的現(xiàn)象，這可能與取樣時個別樣地具有一定的坡度和小石塊稍多，致使不能按照標準嚴格分層所致，但總體來看，土壤動物群落個體數(shù)的分布為上層多于下層。

表3 九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物群落的多樣性指數(shù)Table 3 Diversity indexes of fauna communities in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

圖示 九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物個體數(shù)的垂直分布Fig. Vertical distribution of soil fauna individual numbers in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

3 結(jié)論與討論

九萬山國家級自然保護區(qū)是我國亞熱帶地區(qū)物種多樣性最豐富的地區(qū)之一，了解保護區(qū)內(nèi)對土壤生態(tài)和物質(zhì)、能量循環(huán)起重要作用的土壤動物多樣性情況，對科學評價保護區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)和制定更合理的保護策略具有重要意義。調(diào)查分析結(jié)果表明，九萬山國家級自然保護區(qū)有土壤動物3 967只，隸屬4門11綱22目51科。其中棘（蟲兆）科、等節(jié)（蟲兆）科和矛線科3類（占采集動物總數(shù)的54.95%）為優(yōu)勢類群，長須甲螨科、菌甲螨科、蟻科、厲螨科、圓（蟲兆）科、羅甲螨科、莓螨科、步甲科、疣（蟲兆）科和鋏（蟲八）科10類（占總數(shù)的32.54%）為常見類群，蜚蠊科等38類（占總數(shù)的12.5%）為稀有群落。在目一級階元上，蜱螨目占26.37%，亦屬于優(yōu)勢類群。因此，九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物優(yōu)勢類群組成與同處亞熱帶的衡山自然保護區(qū)［16］、湘中低山丘陵紅壤森林生態(tài)系統(tǒng)［17］和浙江天童栲樹林［18］土壤動物的組成相似。其土壤動物的優(yōu)勢類群和常見類群以跳蟲類、線蟲類和蜱螨類小型土壤動物為主，個體數(shù)量較多，構成土壤動物群落的主體成分，同時九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物的垂直分布符合土壤動物普遍的表聚性分布特征。

該保護區(qū)土壤動物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)的變化不大，但是類群－密度指數(shù)變化相對較大，同時在海拔400～1 300m，多樣性指數(shù)未呈現(xiàn)出隨海拔升高而降低的趨勢［19］。一方面說明影響土壤動物多樣性的因素比較復雜，另一方面可能與取樣范圍有限和樣地植被類型的選取有關，進一步的大范圍、多生境取樣將能夠更好地說明此問題。同時其多樣性指數(shù)均高于浙江百祖山自然保護區(qū)［19］、廣東石門臺自然保護區(qū)［20］以及與其近鄰的廣西木論國家級自然保護區(qū)單性木蘭林區(qū)［21］。雖然Shannon－Wiener多樣性指數(shù)在評價土壤動物多樣性時有一定的局限性，但也能反映出九萬山國家級自然保護區(qū)土壤動物的多樣性較為豐富，從而支持了該保護區(qū)是中國亞熱帶地區(qū)生物種類最豐富的地區(qū)之一，亦是全球同緯度地區(qū)生物多樣性保護的關鍵地區(qū)。

［1］張志罡，孫繼英，胡 波，等.土壤動物研究綜述［J］.生命科學研究，2006，10（4）：72－75.

［2］孫立娜，李曉強，殷秀琴，等.龍灣自然保護區(qū)森林土壤動物群落多樣性及功能類群［J］.東北師大學報：自然科學版，2014（1）：110－116.

［3］殷秀琴，宋 博，董煒華，等.我國土壤動物生態(tài)地理研究進展［J］.地理學報，2010（1）：91－102.

［4］李 萌，吳鵬飛，王 永.貢嘎山東坡典型植被類型土壤動物群落特征［J］.生態(tài)學報，2015，35（7）：2295－2307.

［5］李 江，謝桂林，韓軍旺，等.小秦嶺自然保護區(qū)土壤動物的群落結(jié)構與物種多樣性［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學，2015，43（7）：9－13.

［6］吾瑪爾·阿布力孜，古麗布斯坦·努爾買買提，阿布都肉蘇力·吐孫，等.新疆喀納斯國家自然保護區(qū)中小型土壤動物群落特征研究［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2014，28（2）：68－73.

［7］樊云龍，熊康寧，陳 滸.貴州喀斯特山區(qū)大型土壤動物多樣性研究［J］.水土保持研究，2013，20（6）：92－96.

［8］白 義，施時迪.浙江天臺山七子花林不同海拔土壤動物群落結(jié)構及其季節(jié)性變化特征［J］.土壤通報，2011，42（3）：539－544.

［9］王邵軍，阮宏華，汪家社，等.武夷山典型植被類型土壤動物群落的結(jié)構特征［J］.生態(tài)學報，2010，30（19）：5174－5184.

［10］尹文英.中國亞熱帶土壤動物［M］.北京：科學出版社，1992.

［11］尹文英.中國土壤動物檢索圖鑒［M］.北京：科學出版社，1998.

［12］鄭樂怡.昆蟲分類學［M］.南京：南京師范大學出版社，1999.

［13］林英華，劉 驊，張樹清，等.新疆農(nóng)田不同施肥區(qū)土壤昆蟲群落豐富性與多樣性［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，2007，40（7）：1432－1438.

［14］王立志，靳 毓.土壤動物多樣性的研究方法［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（11）：5020－5062.

［15］劉長海，駱有慶，陳宗禮，等.陜北棗林土壤動物群落的結(jié)構與組成［J］.西北大學學報：自然科學版，2011，41（1）：85－89.

［16］王振中，張友梅.衡山自然保護區(qū)森林土壤中動物群落研究［J］.地理學報，1989，44（2）：205－213.

［17］王振中，張友梅，李忠武.湘中低山丘陵紅壤森林生態(tài)系統(tǒng)土壤動物群落結(jié)構的特征［J］.土壤學報，2007 （6）：1097－1103.

［18］易 蘭，由文輝.浙江天童栲樹林土壤動物群落結(jié)構及其季節(jié)變化［J］.華東師范大學學報：自然科學版，2006（2）：112－120.

［19］嚴 瑩，李 愷，方 燕.浙江百山祖自然保護區(qū)不同海拔土壤動物群落結(jié)構及季節(jié)動態(tài)［J］.生態(tài)學雜志，2010（9）：1754－1761.

［20］李志偉，童曉立，張維球，等.廣東石門臺自然保護區(qū)森林土壤無脊椎動物群落多樣性［J］.華南農(nóng)業(yè)大學學報，2004（1）：80－84.

［21］李曉東，史沉魚，覃國樂，等.瀕危植物單性木蘭林區(qū)土壤動物群落結(jié)構與季節(jié)動態(tài)［J］.華中農(nóng)業(yè)大學學報，2015（4）：20－26.

（責任編輯：馮 衛(wèi)）

Diversity of Soil Fauna in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

QIN Guole1，LI Xiaodong1＊，SHI Chenyu1，WANG Mengtao1，PENG Liaohua2，XU Jiefeng1

（1.College of Chemistry and Bioengineering，Hechi University，Yizhou，Guangxi 546300；2.Administration Bureau of Jiuwan Mountain National Natural Reserve，Rongshui，Guangxi 545300，China）

The diversity and community composition and vertical structure of soil fauna in Jiuwan Mountain National Nature Reserve were investigated in September 2014to explore the diversity of soil fauna and provide the scientific basis for protection and sustainable development of ecosystem of the natural reserve.Results：A total of 3 967individuals of soil fauna were collected in 9sample areas.They belong to 4phyla，11classes，22orders and 51families.The dominant groups were Onychiuridae，Isotomidae and Dorylaimidae，and they accounted for 54.97%of the total number of soil animals（2 180）.The common groups were Stigmaeidae，Scheloribatidae，F(xiàn)ormicidae，Laelapidae，Sminthuridae，Lohmanniidae，Rhagidiidae，Carabidae，Neanuridae and Japygidae，and they accounted for 32.54%of the number（1 291）.The other 38groups were rare groups and accounted for 12.5%of the number（496）.Meanwhile，the Shannon－Wiener indexes of the soil fauna were relatively high and the community composition were relatively stable.

soil fauna；diversity；community composition；Jiuwan Mountain National Nature Reserve；Guangxi

S154.5；Q958.1

A

1001－3601（2016）07－0315－0125－05

2016－02－01；2016－04－05修回

廣西高等學?？蒲许椖俊熬湃f山自然保護區(qū)不同植被下中小型土壤動物多樣性初步調(diào)查”（201204LX402）；廣西自然科學基金項目“國家一級保護植物單性木蘭林區(qū)土壤動物群落的結(jié)構與季節(jié)動態(tài)”（2012GXNSFBA053056）

覃國樂（1969－），男，副教授，碩士，從事森林生態(tài)與保護研究。E－mail：qinguole2005＠sina.com

＊通訊作者：李曉東（1982－），男，副教授，碩士，從事昆蟲分類與土壤動物生態(tài)研究。E－mail：lxdong＿627＠163.com